9.2 Фізико-хімічні методи підвищення нафтовилучення пластів

Фізико-хімічні методи збільшення нафтовилучення пластів рекомендується здійснювати на родовищах, де в’язкість нафти не перевищує 15-25 мПа·с, тобто там, де можна застосовувати звичайне заводнення. Використання хімічних реагентів (ПАР, полімерів,кислот) на самому початку розробки таких родовищ може підвищити нафтовилучення на 5-17 % порівняно зі звичайним заводненням, тоді як застосування їх на пізній стадії,коли пласти охоплені заводненням на 30-40 %, дасть змогу підвищити нафтовилучення на 3-4 %, а при більшому ступені заводнення пластів їхнє застосування взагалі економічно недоцільне. Це пояснюється тим, що у дуже заводнених пластах хімічні реагенти нездатні селективно діяти на нафту, адсорбуються переважно на породі заводненої частини пласта і не виконують корисної роботи під час витіснення нафти.

Нафтонасиченість і характер розподілу нафти в зонах пласта, що не охоплені заводненням, та в промитих водою зонах суттєво відмінні.

У зонах, які обійшла вода, початкові насиченості та розподіл нафти і води незмінні. Нафта є неперервною фазою, яка за умови проникання в цю зону витісного агента (води, газу) стає рухомою. У зонах, що промиті водою, нафтонасиченість низька і залишкова нафта за градієнтів тиску, що існують в пластових умовах, є нерухомою.

Гідродинамічні розрахунки, як і результати експериментальних досліджень, показують, що для приведення залишкової нафти в рухомий стан за пластових градієнтів тиску необхідне зниження капілярних сил на кілька порядків. Так, коли міжфазний натяг на границі розділу нафти і води в більшості випадків складає 20-25 Н/м і більше, то для приведення залишкової нафти в рухомий стан при градієнтах тиску в гранулярних пористих середовищах проникністю 0,5∙10^-12  м² необхідно зниження цієї величини до 0,001-0,005 Н/м.

Фізико-хімічні методи підвищення нафтовилучення, в залежності від того, на нафту в якому стані вони діють, можуть бути поділені на дві групи:

- методи підвищення ефективності (покращення) заводнення;

- методи вилучення залишкової нафти з пластів, що промиті водою, або методи підвищення нафтовилучення.

Перша група методів базується переважно на зміні співвідношення рухливостей нафти і води, в результаті чого збільшується коефіцієнт охоплення пласта заводненням. За таких умов коефіцієнт нафтовитіснення підвищується незначно. Застосування цих методів повинно давати найбільший ефект на ранній стадії розробки родовищ, а також на родовищах, де за високого обводнення спостерігається низька нафтовіддача.

Методи вилучення залишкової нафти застосовуються з метою значного підвищення коефіцієнта нафтовитіснення в зонах пласта, що охоплені дією води. Необхідною умовою їх застосування є значне зниження міжфазного натягу між нафтою і агентом, що її витісняє. Застосування цих методів є доцільним і на пізній стадії розробки.

9.2.1 Методи для покращення заводнення

Ця група методів базується на нагнітанні у продуктивні пласти витісняючого агента водних розчинів хімічних речовин концентрацією 0,001-0,4  %. Переважно у пласті створюють облямівки розчинів в об’ємі 10-50 % від об’єму порового простору покладу, що піддається обробці. Після цього створену облямівку переміщують у пласті нагнітанням технічної води.

Ці методи можуть застосовуватись при такій самій щільності сітки свердловин, що і під час звичайного заводнення. Вони сприяють істотному розширенню діапазону значень в’язкості пластової нафти до 50-60 мПа·с, коли стає можливим застосування таких методів дії на пласт, в яких велику роль відіграє заводнення.

Застосування цих методів на початкових стадіях розробки дає змогу очікувати підвищення коефіцієнтів вилучення нафти порівняно зі звичайним заводненням на 3-10 %.

На сьогоднішній день сюди відносять методи, що призводять до зниження рухливості води в зоні її просування, а також методи, що пов'язані зі зміною змочуваності в системі порода-нафта-вода і ведуть до інтенсифікації процесу капілярного просочування. Серед них можна назвати:

• заводнення розчинами поверхнево-активних речовин (ПАР);

• полімерне заводнення;

• лужне і кислотне заводнення.

Іноді сюди відносять використання пін, емульсій і газоводяних сумішей, хоча останній метод за сприятливих умов можна вважати методом підвищення нафтовіддачі.